(57)【要約】【課題】グリーンシートの位置を確実に固定するとともに、破損や変形の発生を抑制しつつグリーンシートの固定を解除することが可能で、かつスルーホールの外縁部周辺における導体ペーストのにじみを抑制することが可能なセラミックス基板の製造方法を提供する。【解決手段】セラミックス基板の製造方法は、グリーンシート１０を準備する工程と、印刷テーブル３０上に配置された樹脂シート２０上に、グリーンシート１０を載置する工程と、吸気穴３０Ｂ内を減圧することにより、樹脂シート２０を挟んだ状態で、印刷テーブル３０に対してグリーンシート１０を固定する工程と、スルーホール１０Ａ内に、導体ペースト４０を充填する工程とを備えている。そして、樹脂シート２０の透気度は１４０ｓ／１００ｃｍ３以下であり、保持面２０Ａの表面粗さＲａは、導体ペースト４０の導体粒子のメディアン径以下である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールを有するグリーンシートを準備する工程と、
吸気部が形成された支持台上に配置された透気性を有する透気部材上に、前記グリーンシートを載置する工程と、
前記吸気部内を減圧することにより、前記透気部材を挟んだ状態で、前記支持台に対して前記グリーンシートを固定する工程と、
前記支持台に対して固定された前記グリーンシートの前記スルーホール内に、導体粒子を含む導体ペーストを充填する工程とを備え、
前記透気部材の透気度は１４０ｓ／１００ｃｍ３以下であり、
前記グリーンシートに対向する前記透気部材の表面の表面粗さＲａは、前記導体粒子のメディアン径以下である、セラミックス基板の製造方法。
【請求項２】
前記透気部材は巻き取られた状態で保持されており、
前記透気部材上に前記グリーンシートを載置する工程では、巻き取られた状態の前記透気部材が引き出されることにより、前記支持台上に前記透気部材が供給される、請求項１に記載のセラミックス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，セラミックス基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波や高い信頼性が必要な環境下で用いられるセラミック多層配線基板などのセラミックス基板は、一般に以下のように製造される。まず、グリーンシートを準備し、当該グリーンシートにスルーホールを形成する。次に、このスルーホールに導体ペーストを印刷によって充填した後、グリーンシート表面に配線パターンを印刷し、グリーンシートを多数枚積層することにより積層体を作製する。そして、この積層体を焼成することにより、セラミックス基板が得られる。
【０００３】
スルーホールへの導体ペーストの充填は、メタルマスクを用いた印刷を採用することにより、高効率かつ低コストに実施することができる。そのため、メタルマスクを用いた印刷が、セラミックス基板の大量生産におけるスルーホールへの導体ペーストの充填に適している。
【０００４】
メタルマスクを用いた印刷では、グリーンシートを印刷テーブル上に載置することが必要となる。しかし、グリーンシートを直接印刷テーブル上に載置した場合、スルーホールに導体ペーストが充填される際に、スルーホールを通過した導体ペーストが印刷テーブルに付着する。そのため、印刷テーブルを印刷毎に清掃する必要があり、工程数の増加によるコスト増加を招いていた。また、メタルマスクを用いた印刷では、印刷中にグリーンシートに面内方向の荷重がかかり、印刷の位置ずれの原因になるという問題もある。
【０００５】
これに対し、グリーンシートの印刷テーブル側の面に粘着テープを貼り付けておくことにより、グリーンシートの印刷テーブルへの固定と、印刷テーブルへの導体ペーストの付着の防止とを達成する方法が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。また、顔料と樹脂とを主成分として含有する被覆層を有するシートや、再生セルロースを付着させたプラスチックシートをグリーンシートと印刷テーブルとの間に配置し、導体ペーストの充填を行なう方法が提案されている（たとえば、特許文献３および４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３０９０７９号公報
【特許文献２】特開２００３−３４１０１０号公報
【特許文献３】特開平８−４６３６１号公報
【特許文献４】特開昭６３−２８４８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１および２に開示された方法では、スルーホールに導体ペーストを充填した後、グリーンシートを粘着テープから剥す必要がある。このとき、グリーンシートは薄く、かつ脆いことから、グリーンシートの破損や変形が発生するおそれがある。
【０００８】
また、上記特許文献３に開示された方法では、印刷中にグリーンシートを固定することができないため、印刷の位置ずれが発生するという問題が残る。
【０００９】
さらに、上記特許文献４に開示された方法では、再生セルロースが付着することにより表面粗さの増大した表面とグリーンシートとが接触した状態で、印刷が実施される。そのため、プラスチックシートに対向する側のスルーホールの外縁部周辺に、導体ペーストがにじんで付着するおそれがある。このように、スルーホールの外縁部周辺に導体ペーストが付着した場合、互いに絶縁する必要がある隣接するバイヤ間の距離を小さくすることが阻害され、バイヤを高密度で配置することが困難になるという問題が生じる。
【００１０】
この発明は，上記のような問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、スルーホールへの導体ペーストの充填の際にはグリーンシートの位置を確実に固定するとともに、充填後には破損や変形の発生を抑制しつつグリーンシートの固定を解除することが可能で、かつスルーホールの外縁部周辺における導体ペーストのにじみを抑制することが可能なセラミックス基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に従ったセラミックス基板の製造方法は、スルーホールを有するグリーンシートを準備する工程と、吸気部が形成された支持台上に配置された透気性を有する透気部材上に、上記グリーンシートを載置する工程と、吸気部内を減圧することにより、透気部材を挟んだ状態で、支持台に対してグリーンシートを固定する工程と、支持台に対して固定されたグリーンシートのスルーホール内に、導体粒子を含む導体ペーストを充填する工程とを備えている。そして、透気部材の透気度は１４０ｓ／１００ｃｍ３以下であり、グリーンシートに対向する透気部材の表面の表面粗さは、導体粒子のメディアン径以下である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセラミックス基板の製造方法においては、透気部材が１４０ｓ／１００ｃｍ３以下の透気度を有しているため、支持台の吸気部内を減圧することにより、透気部材を挟んだ状態で、支持台にグリーンシートを確実に吸着させることができる。そのため、スルーホールへの導体ペーストの充填の際には、グリーンシートの位置を確実に固定することができる。また、スルーホールへの導体ペーストの充填後においては、吸気部内の減圧を停止することにより、グリーンシートの支持台への固定を解除することができる。そのため、薄く、かつ脆いグリーンシートにおける破損や変形の発生を抑制しつつ、グリーンシートを支持台から取り外すことができる。さらに、グリーンシートに対向する透気部材の表面の表面粗さが導体粒子のメディアン径以下とされているため、グリーンシートと透気部材との間を導電粒子が通過することが抑制される。そのため、スルーホールの外縁部周辺における導体ペーストのにじみを抑制することができる。
【００１３】
以上のように、本発明のセラミックス基板の製造方法によれば、スルーホールへの導体ペーストの充填の際にはグリーンシートの位置を確実に固定するとともに、充填後には破損や変形の発生を抑制しつつグリーンシートの固定を解除することが可能で、かつスルーホールの外縁部周辺における導体ペーストのにじみを抑制することが可能なセラミックス基板の製造方法を提供することができる。なお、上記透気度は、グリーンシートに対向すべき面から支持台に対向すべき面に向かう向きにおいて、１００ｃｍ３の空気が透気部材を通過するために必要な時間として定義され、透気度の値が小さいほど気体（空気）が通過し易いことを示している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】セラミックス基板の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図２】セラミックス基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図３】セラミックス基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図４】セラミックス基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図５】セラミックス基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図６】セラミックス基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図７】セラミックス基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図８】実施の形態２におけるセラミックス基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
まず、本発明の一実施の形態である実施の形態１について説明する。図１を参照して、本実施の形態におけるセラミックス基板の製造方法においては、まず、工程（Ｓ１０）としてグリーンシート準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）は、たとえば以下のように実施することができる。はじめに、レーザ回折法により測定されるメディアン径が１．０μｍであるアルミナ、シリカ、ケイ酸ジルコニウム、ホウケイ酸鉛などの粉末、エチルセルロースなどの結合剤およびテルピネオールなどの有機溶剤を混合し、スラリーを作製する。その後、たとえばドクターブレード法を用いて当該スラリーをシート化することによりグリーンシートが得られる。さらに、得られたグリーンシートにスルーホールが形成される。これにより、図２に示すように、複数のスルーホール１０Ａを有するグリーンシート１０が完成する。
【００１７】
次に、工程（Ｓ２０）としてグリーンシート載置工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図３を参照して、保持面３０Ａにおいて開口する吸気部としての複数の吸気穴３０Ｂが形成された支持台である印刷テーブル３０上に、１４０ｓ／１００ｃｍ３以下の透気度を有する透気部材としての樹脂シート２０が配置される。ここで、グリーンシート１０に対向する樹脂シート２０の表面である保持面２０Ａの表面粗さＲａは、後述する工程（Ｓ４０）において採用される導体ペーストの導体粒子のメディアン径以下とされる。さらに、この樹脂シート２０上に、上記工程（１０）において作製されたグリーンシート１０が載置される。樹脂シートの素材としては、たとえばポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどを採用することができる。
【００１８】
次に、工程（Ｓ３０）としてグリーンシート固定工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、図３を参照して、工程（Ｓ２０）において樹脂シート２０およびグリーンシート１０が載置された印刷テーブル３０の吸気穴３０Ｂの内部が、吸気穴３０Ｂに接続された真空ポンプなどの排気装置（図示しない）により排気されて減圧される。ここで、上述のように、樹脂シート２０は１４０ｓ／１００ｃｍ３以下という十分な透気度を有している。そのため、樹脂シート２０を挟んだ状態で、印刷テーブル３０に対してグリーンシート１０が確実に吸着される。
【００１９】
次に、工程（Ｓ４０）として導体ペースト充填工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、図４に示すように、工程（Ｓ３０）において印刷テーブル３０上に固定されたグリーンシート１０のスルーホール１０Ａに対して、導体粒子を含む導体ペースト４０が印刷によって充填される。ここで、導体ペースト４０としては、たとえばレーザ回折法により測定されるメディアン径が２．０μｍの銀、パラジウム、金、銅などの金属粉からなる導体粒子、エチルセルロースなどの結合剤およびテルピネオールなどの有機溶剤を混合してペースト化したものを採用することができる。その後、上記排気部材（図示しない）による排気が停止されることにより、印刷テーブル３０に対するグリーンシート１０の固定が解除される。これにより、図５に示すように、スルーホール１０Ａに導体ペースト４０が充填されたグリーンシート１０を得ることができる。
【００２０】
次に、工程（Ｓ５０）、（Ｓ６０）および（Ｓ７０）として配線パターン印刷工程、積層工程および焼成工程が順次実施される。工程（Ｓ５０）においては、グリーンシート表面への配線パターンの印刷が実施される。また、工程（Ｓ６０）においては、上記工程（Ｓ１０）〜（Ｓ５０）に従ってスルーホール１０Ａに導体ペースト４０が充填され、表面に配線パターンが印刷されたグリーンシート１０が複数枚積層されて、積層体が作製される。そして、工程（Ｓ７０）においては、図６を参照して、この積層体が加熱されて焼成されることにより、セラミックス基板１が完成する。以上の工程により、実施の形態１におけるセラミックス基板の製造方法は完了する。
【００２１】
上記実施の形態１におけるセラミックス基板の製造方法によれば、グリーンシート１０と印刷テーブル３０との間に樹脂シート２０が挟まれた状態で、スルーホール１０Ａへの導体ペースト４０の充填（印刷）が実施されるため、印刷テーブル３０への導体ペーストの付着が抑制されている。また、樹脂シート２０が１４０ｓ／１００ｃｍ３以下という十分な透気度を有しているため、印刷テーブル３０の吸気穴３０Ｂの内部を減圧することにより、樹脂シート２０を挟んだ状態で、印刷テーブル３０にグリーンシート１０を確実に吸着させることが可能となっている。そのため、工程（Ｓ３０）におけるスルーホール１０Ａへの導体ペースト４０の充填の際には、グリーンシート１０の位置を確実に固定することができる。また、導体ペースト４０の充填後においては、吸気穴３０Ｂの内部の減圧を停止することにより、グリーンシート１０の印刷テーブル３０への固定を解除することができるため、薄く、かつ脆いグリーンシート１０の破損や変形を抑制しつつ、グリーンシート１０を印刷テーブル３０から取り外すことができる。さらに、樹脂シート２０の保持面２０Ａの表面粗さＲａが、導体ペースト４０に含まれる導体粒子のメディアン径以下とされている。そのため、図７に示すように、グリーンシート１０と樹脂シート２０との間を導電粒子４０Ａが通過することが抑制される。その結果、スルーホール１０Ａの外縁部周辺における導体ペースト４０のにじみを抑制することができる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態におけるセラミックス基板１の製造方法によれば、スルーホール１０Ａへの導体ペースト４０の充填の際にはグリーンシート１０の位置を確実に固定するとともに、充填後には破損や変形の発生を抑制しつつグリーンシート１０の固定を解除することできるだけでなく、スルーホール１０Ａの外縁部周辺における導体ペースト４０のにじみの抑制をも達成することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態１においては、透気部材として樹脂シート２０が採用される場合について説明したが、透気部材としては不織布、紙、金属焼結体、軽石など適切な透気度を有する種々の部材を採用することができる。
【００２４】
また、導体ペースト４０に含まれる導電粒子４０Ａのメディアン径は、たとえばレーザ回折法により測定することができる。さらに、樹脂シート（透気部材）の透気度の測定は、たとえば王研法（紙パルプ技術協会規格のＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ  紙パルプ試験方法Ｎｏ．５−２：２０００（紙及び板紙−平滑度及び透気度試験方法−  第２部：王研法））により実施することができる。また、樹脂シート（透気部材）の表面粗さＲａは、たとえば触針式表面粗さ計により測定することができる。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。実施の形態２におけるセラミックス基板の製造方法は、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２におけるセラミックス基板の製造方法は、樹脂シートの供給方法において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００２６】
具体的には、図１を参照して、実施の形態２におけるセラミックス基板の製造方法においては、まず、工程（Ｓ１０）が実施の形態１の場合と同様に実施された後、以下のように工程（Ｓ２０）が実施される。図８を参照して、実施の形態２におけるセラミックス基板の製造方法においては、樹脂シート２０は保持ロール２１に巻き付けられた状態で保持されている。そして、工程（Ｓ２０）においては、保持ロール２１に巻き付けられた樹脂シート２０が、印刷テーブル３０から見て保持ロール２１とは反対側に配置された巻取りロール２２に巻き取られることにより引き出され、印刷テーブル３０上に供給される。その後、実施の形態１の場合と同様に、この樹脂シート２０上に、上記工程（１０）において作製されたグリーンシート１０が載置される。これにより、工程（Ｓ２０）が完了する。そして、工程（Ｓ３０）〜（Ｓ７０）が実施の形態１の場合と同様に実施されることにより、実施の形態２におけるセラミックス基板の製造方法は完了する。
【００２７】
実施の形態２におけるセラミックス基板の製造方法においては、上述のように、巻き取られた状態の樹脂シート２０が引き出されることにより、印刷テーブル３０上に樹脂シート２０が供給される。そのため、樹脂シート２０をさらに引き出す（巻取りロール２２に巻き取る）ことによって、スルーホール１０Ａへの導体ペースト４０の充填に際して導体ペースト４０が付着した樹脂シート２０の領域を、印刷テーブル３０上の領域から巻取りロール２２に向けて送り出すことができる。これにより、複数のグリーンシート１０に対して導体ペースト４０の充填を行なう作業を、順次効率的に実施することができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態においては、支持台に形成される吸気部として吸気穴が採用される場合について説明したが、本発明の吸気部はこれに限られず、たとえば多孔質材料が嵌め込まれることにより当該領域を減圧することが可能な多孔質部を採用することもできる。
【実施例１】
【００２９】
透気度および保持面の表面粗さが異なる透気部材としての樹脂シートを複数種類準備し、透気度とグリーンシートの吸着力との関係、および表面粗さとスルーホール外縁部周辺における導体ペーストのにじみの発生との関係を調査する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１に、実験に供した樹脂シートの透気度、保持面の表面粗さおよび材質を示す。上記実施例Ａ〜Ｃおよび比較例Ａ〜Ｄの樹脂シートを用い、上記実施の形態１の工程（Ｓ１０）〜（Ｓ３０）と同様の作業を実施することにより、グリーンシート１０を印刷テーブル３０上に固定した。そして、このグリーンシート１０に対して、２００ｇの荷重をグリーンシート１０の面内方向に付加し、グリーンシート１０に位置ずれが発生するかどうかを調査した（吸着状態に関する実験）。さらに、上記実施の形態１の工程（Ｓ１０）〜（Ｓ４０）と同様の作業を実施した後、スルーホール１０Ａの外縁周辺部におけるにじみの発生を調査した（にじみの抑制に関する実験）。
【００３２】
ここで、グリーンシートには、円筒形状のスルーホールを形成し、その直径は２００μｍとした。また、導体ペーストに含まれる導体粒子のメディアン径は、２．０μｍとした。なお、導体ペーストの導電粒子の粒径はレーザ回折法により、樹脂シートの透気性は王研法により、表面粗さＲａは触針式表面粗さ計により、それぞれ測定した。
【００３３】
次に、実験結果について説明する。実験結果を表２に示す。表２において、「吸着状態」の欄は、上記荷重条件においてグリーンシート１０に位置ずれが発生しなかった場合を○、発生した場合を×で示している。また、「にじみの抑制」の欄は、グリーンシートにおいて、樹脂シートと接触する側におけるスルーホールの開口の直径（２００μｍ）に対して、当該開口の外縁周辺部への導体ペーストのにじみを含めた直径が１０％以上増加している場合、すなわち当該開口の外縁周辺部への導体ペーストのにじみを含めた直径が２２０μｍ未満の場合を○、２２０μｍ以上の場合を×で示している。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
表２を参照して、透気度が１４０ｓ／ｃｍ３を超える比較例Ｃにおいては、グリーンシートに位置ずれが発生し、吸着状態が不十分となっている。これに対し、透気度が１４０ｓ／１００ｃｍ３以下の実施例Ａ〜Ｃおよび比較例ＡおよびＢにおいては、グリーンシートに位置ずれは発生せず、十分な吸着状態が確保されていることが確認された。
【００３６】
一方、樹脂シートの保持面の表面粗さＲａが導体粒子のメディアン径（２．０μｍ）よりも大きい比較例ＡおよびＢにおいては、にじみが大きくなり、にじみの抑制が不十分となっている。これに対し、樹脂シートの保持面の表面粗さＲａが導体粒子のメディアン径（２．０μｍ）以下である実施例Ａ〜Ｃおよび比較例Ｃにおいては、にじみが十分に抑制されている。このことから、樹脂シートの保持面の表面粗さＲａを導体粒子のメディアン径以下とすることにより、スルーホール１０Ａの外縁周辺部におけるにじみの発生を有効に抑制できることが確認された。
【００３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のセラミックス基板の製造方法は、セラミック多層配線基板などのセラミックス基板の製造に、特に有利に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  セラミックス基板、１０  グリーンシート、１０Ａ  スルーホール、２０  樹脂シート、２０Ａ  保持面、２１  保持ロール、２２  巻取りロール、３０  印刷テーブル、３０Ａ  保持面、３０Ｂ  吸気穴、４０  導体ペースト、４０Ａ  導電粒子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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